Najučinkovitiji solarni paneli na svijetu izrađeni su od bakra

Najučinkovitiji solarni panel komercijalne veličine na svijetu izrađen je od bakra. To je potvrdio Institut za istraživanje solarne energije u Hamelinu (ISFH), njemačka nevladina organizacija koja je samostalno provela ispitivanja i zaključila da je njezina učinkovitost 25,54%.

Iako postoji mnogo materijala koji obećavaju povećanje učinkovitosti solarnih panela, 95% onih instaliranih 2020. koristi silikonske ćelije. Obično te ćelije koriste srebro kao vodič, metal koji nije jeftin i teško ga je pronaći, ali je i pored toga postao standard u ovoj industriji.

Zato je dobra vijest da je solarna ploča koja koristi bakar umjesto srebra najučinkovitija na svijetu. Korištenje ovog metala — mnogo obilnijeg i gotovo 100 puta jeftinijeg od srebra — može otvoriti vrata proizvodnji jeftinijih i održivijih solarnih panela.

Ovi solarni paneli imaju učinkovitost od 25,54%.

Prema Lennonu, vađenje srebra iz ruda manje kvalitete također proizvodi više emisija, dok je bakar mnogo dostupniji resurs, jeftiniji i lakši za recikliranje. “Metal iz bakrenih solarnih modula lakše će se oporaviti od starih modula i stoga će se u budućnosti lakše reciklirati. To uvelike pomaže s gledišta održivosti”, kaže Lennon.

Proces proizvodnje bakrenih fotoelektričnih ćelija.

“Mnogi ljudi, uključujući i mene, proveli su mnogo godina pokušavajući dokazati da je bakar ekonomski isplativa i održiva alternativa srebru”, kaže Lennon. “Nikada nismo uspjeli u potpunosti uvjeriti industriju, ali to je ono što je Sundrive učinio s ovim svjetskim rekordom. Mislim da bi to mogao biti pravi katalizator za sektor. Bit će velik interes da se zna kako je to postignuto.

Granica učinkovitosti fotoelektričnih ćelija

Uz tehnologiju koju trenutno koristimo, komercijalni solarni paneli nikada neće moći postići 100% učinkovitost. Najviše bi mogli doseći 29%, prema studijama koje su proveli fizičari William Shockley i Hans Queisser 1961. godine.

Čimbenici kao što su sami zakoni termodinamike, materijal od kojeg su ove stanice napravljene, njihov broj slojeva ili način na koji ih sunce udara uzrokuju gubitak energije u tom procesu. Dakle, ako želimo iskoristiti maksimalnu moguću sunčevu energiju, morat ćemo povjeriti svojim istraživačima.

Postoje studije koje ukazuju da bi se ova granica mogla dramatično povećati metodama kao što su uparivanje stanica ili povećanje broja slojeva. Teoretski, sustav fotoelektričnih ćelija u tandemu mogao bi postići maksimalnu učinkovitost od 86% ako bi se mogli izgraditi beskonačni slojevi i najveća moguća koncentracija sunčeve svjetlosti.

S druge strane, skupina istraživača sa Sveučilišta u Torontu, u Kanadi, dizajnirala je nove arhitekture za silicijeve fotonske kristale koje su postigle učinkovitost od 31% u numeričkim simulacijama.

Drugi tim, u ovom slučaju sa Sveučilišta Martin Luther u Njemačkoj, razvio je novu metodu koja zamjenjuje silicij feroelektričnim kristalima. Ovaj materijal, zajedno s perovskitom, može otvoriti vrata novoj generaciji lakših, učinkovitijih i izdržljivijih solarnih panela.